Vào ngày 14 tháng 8 năm 2017, Kim Min-jae được điền tên vào danh sách đội tuyển Hàn Quốc tham dự vòng loại FIFA World Cup 2018 gặp Iran và Uzbekistan.[8] Vào ngày 31 tháng 8 năm 2017, Kim ra sân ở trận đấu gặp đội tuyển Iran trong khuôn khổ vòng loại FIFA World Cup 2018. Được điền tên vào đội hình xuất phát, Kim đã thể hiện một màn trình diễn tuyệt vời cho đến khi anh rời sân để thay thế cho Kim Ju-young khi trận đấu chỉ còn sáu phút còn lại.[9] Vào ngày 5 tháng 9 năm 2017, Kim đã chơi trọn vẹn 90 phút trong trận đấu với Uzbekistan.[10] Hai trận đấu mà Kim Min-jae tham gia, Hàn Quốc đều giữ sạch lưới. Sau các trận đấu này, đội tuyển Hàn Quốc đã chính thức giành vé tham dự FIFA World Cup 2018.[11]

Vào ngày 1 tháng 9 năm 2018, Hàn Quốc đã đánh bại Nhật Bản với tỷ số 2-1 trong trận tranh huy chương Vàng của môn bóng đá nam tại đại hội thể thao châu Á 2018. Sau chiến thắng này, Kim và các đồng đội của mình đã được miễn nghĩa vụ quân sự, giảm thời hạn hai năm nhập ngũ xuống chỉ còn vài tuần huấn luyện cơ bản.[12]